高壓電器及成套裝置

1、第五章電壓電器及成套裝置第一節(jié)概述高壓電器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它量多、面廣，置于電力網(wǎng)絡(luò)的各級電壓系統(tǒng)和工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及高層建筑的照明用電戶中。在電能生產(chǎn)、傳輸和分配過程中，高壓電器在電力系統(tǒng)中起著控制、保護(hù)和測量作用，它的性能直接影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。因此高壓電器的正確使用和運(yùn)行維護(hù)，在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上有著重大的意義。高壓電器的種類很多，按照它在電力系統(tǒng)中的作用可以分為：1、開關(guān)電器。如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開

2、關(guān)等。2、保護(hù)電器。如熔斷器、避雷器。3、測量電器。如電壓、電流互感器。4、限流電器。如電抗器、電阻器。5、成套電器與阻合電器6、其它，如電力電容器等。由于高壓電器的重要作用，高壓電器應(yīng)滿足下列要求：1、絕緣安全可靠。2、在額定電流下長期運(yùn)行時(shí)，其溫升合乎國家標(biāo)準(zhǔn)，且有一定的短時(shí)過載能力。3、能承受短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)而不致?lián)p壞。4、開關(guān)電器應(yīng)能安全可靠地關(guān)合和開斷規(guī)定的電流。提供繼電保護(hù)和測量用信號的電器應(yīng)具有符合規(guī)定的測量精

3、度5、高壓電器，特別是戶外工作的高壓電器應(yīng)能承受一定自然條件的作用。選用的高壓電器性能應(yīng)滿足使用場所的要求：1、額定電壓。應(yīng)符合工作的線電壓，單位為KV。2、最高工作電壓。應(yīng)滿足使用可能出現(xiàn)的最高工作線電壓，單位為KV。3、額定電流。應(yīng)能滿足工作場合長期通過的最大工作電流，單位為A。4、額定短路開斷電流。在規(guī)定條件下能開斷運(yùn)行出現(xiàn)的最大短路電流，單位為A。5、短時(shí)耐受電流。在規(guī)定條件下能承受工作場合出現(xiàn)的時(shí)間為t(s)的短路電流值，單位

4、為KA。6、峰值耐受電流。能耐受工作場合出現(xiàn)短路的最大峰值電流，單位KA。7、關(guān)合電流。即在規(guī)定條件下能關(guān)合而不造成觸頭熔焊的電流，應(yīng)滿足工作場合關(guān)合時(shí)電流最大峰值要求，單位為KA。第二節(jié)高壓電器基本理論一、電弧理論及滅弧電弧是一個(gè)客觀存在的物理現(xiàn)象。工程上的電弧焊接和電弧冶煉技術(shù)是直接利用電弧為生產(chǎn)服務(wù)。而開關(guān)電器中，當(dāng)接通和斷開電路時(shí)，觸頭間產(chǎn)生的電弧卻是有害的，要求它盡快熄滅。1、氣體放電現(xiàn)象氣體中流通電流的各種形式統(tǒng)稱為氣體的放

5、電現(xiàn)象。在常溫下，氣體是不導(dǎo)電的，因?yàn)橐话銡怏w氣子不像金屬那樣容易釋放自由電子，也不像酸、堿、鹽溶液那樣容易分解為正、負(fù)離子。但在某種條件下，氣體分子也可分離為電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為游離。氣體放電就是游離氣3、斷路器斷口加裝并聯(lián)電阻。在高壓大容量斷路器中，廣泛利用弧隙并聯(lián)電阻來改善它們的工作條件。斷路器每相假如有兩對觸頭，一對為主觸頭，另一對為輔助觸頭，電阻并聯(lián)在主觸頭上。當(dāng)斷路器在合閘位置時(shí)，主、輔觸頭都閉合。當(dāng)斷開電路時(shí)，主觸頭

6、先斷開，這時(shí)并聯(lián)在主觸頭斷口上的電阻在主觸頭斷開過程中起分流作用，有利于主觸頭斷口滅弧。主觸頭的電弧熄滅后，并聯(lián)電阻串聯(lián)在電路中，有效地降低觸頭上的恢復(fù)電壓數(shù)值及電壓恢復(fù)速度。另外，并聯(lián)電阻對切斷小電感電流或電容電流時(shí)，可限制過電壓產(chǎn)生。4、采用新介質(zhì)。利用滅弧性能優(yōu)越的新介質(zhì)，例如SF6（六氟化硫）斷路器和真空斷路器等。5、利用金屬滅弧柵熄滅電弧。用鐵磁物質(zhì)制成金屬滅弧柵，當(dāng)電弧發(fā)生后，立刻把電弧吸引到柵片內(nèi)，將長弧分割成一串短弧，當(dāng)

7、電弧過零時(shí)，每個(gè)短弧的附近會(huì)出現(xiàn)150～250伏的介質(zhì)強(qiáng)度，如果作用于觸頭間的電壓小于各個(gè)介質(zhì)強(qiáng)度的總和時(shí)，電弧就立即熄滅。這種滅弧方法在低壓開關(guān)中用得很多。三、電氣絕緣高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣，應(yīng)能承受長期作用的最高工作電壓和短時(shí)作用的過電壓。絕緣結(jié)構(gòu)承受電壓的部位是：載流部分和接地部分之間；相鄰各相的載流部分之間；在分閘位置下，同相的各分離觸頭之間電氣設(shè)備承受大氣過電壓的能力，用沖擊試驗(yàn)電壓來考驗(yàn)；承受內(nèi)部過電壓的能力，大多用工頻試驗(yàn)電壓

8、來考驗(yàn)。1、絕緣分類按高壓開關(guān)設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)所處的工作條件，可分為以下兩類：1）外絕緣。即以大氣為絕緣介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)部分，其電氣強(qiáng)度由大氣中間隙的擊穿強(qiáng)度或由大氣中沿固體絕緣表面的閃絡(luò)強(qiáng)度所決定。2）內(nèi)絕緣。不直接以大氣為絕緣介質(zhì)，而以油、壓縮空氣、真空、SF6等為絕緣介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)部分。2、絕緣特點(diǎn)高壓開關(guān)設(shè)備絕緣的主要特點(diǎn)是具有斷口絕緣，對不同類形的開關(guān)設(shè)備，可分述如下：1）對于起控制保護(hù)作用的高壓開關(guān)設(shè)備，斷口絕緣必須考慮電弧與介質(zhì)

9、流動(dòng)所造成的下列影響：電弧會(huì)使絕緣介質(zhì)劣化，導(dǎo)致絕緣能力下降；開斷過程斷口間絕緣介質(zhì)的流動(dòng)，也會(huì)引起絕緣強(qiáng)度降低；在開斷過程中，滅弧室向外排出的熱氣體和其它分解物，有可能影響斷口間、相間或?qū)Φ氐耐饨^緣。2）對于主要起安全隔離作用的隔離開關(guān)，為了可靠地隔離電源，要求斷口間的絕緣強(qiáng)度比任何其它絕緣部分都高。3）綜上以上特點(diǎn)，對絕緣的要求可以歸納為：a.防止絕緣擊穿或沿面放電；b.防止固體絕緣材料被電弧燒灼損壞以及由于機(jī)械力或熱的長期作用而引